高中物理第二章电路2.1探究决定导线电阻的因素知识导学案粤教版选修3 - 120171103298全面版

第一节 探究决定导线电阻的因素

问题探究

白炽灯的灯丝是由金属钨制成的，当用万用表测量白炽灯的灯丝电阻时，测得的电阻值与其正常工作时用欧姆定律计算的电阻值相同吗？为什么？

解析:由于白炽灯工作时要发热,温度会升高,而材料的电阻率因此会发生较大的变化,故其工作电阻应大于不发光时的电阻

答案:不同,理由略 自学导引

1.滑动变阻器是电阻值______________的电阻,方法是__________________________而改变电阻值

答案:可以改变 通过改变接入电路中的导体的长度

2.均匀电阻的阻值计算公式是_________________________,式中ρ是_____________________是______________________是_______________________

答案:R?pl 材料的电阻率 导体的长度 导体的横截面积 S3.导体的电阻率ρ与导体的____________和____________有关,通常把________________叫绝缘体,而用电阻率受温度影响较小的材料制作_____________

答案:材料 温度 电阻率较大的材料 标准电阻

4.在实验探究中,常常使用控制变量法,方法是当探究的物理量与其他几个物理量有关时,可选择研究探究的量与其中一个物理量的关系而保持_____________________ 答案:其他物理量不变

疑难剖析

理解电阻的物理意义

【例1】 下列说法中正确的是(

A.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小

B.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比

C.电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量,温度越高,金属导体的电阻越大 D.无论加在导体两端的电压如何变化,它的电压与电流的比值都不变

解析:电阻反映导体对电流阻碍作用的强弱,它只与导体本身有关,与外界因素无关,导体的电阻与其通过的电流无关,故选项A错.导体的电阻与加在导体两端的电压无关,故选项B错.正确的选项为

答案:

温馨提示:导体的电阻值与导体的材料和温度有关,与其他因素无关,虽然导体在工作时通过的电流发生变化时,也会引起温度的变化,但实际中一般不考虑这种变化.

导体电阻的计算

【例2】 如图211所示为均匀的长方形金属板abcd.ab边长为L1,ad边长为L2,当接点A、B接入电路时电阻阻值为R1,当接点C、D接入电路时电阻阻值为R2,则R1∶R2等于…(

图2-1-1

A.L1∶L2 B.L2∶L1

22

C.L1∶L2

22

D.L2∶L1

解析:本题可直接用电阻定律先表达出两种接法的电阻阻值,再求出两电阻的比值.设金属板的电阻率为ρ,厚度为d,当接点A、B接入电路时,由电阻定律知R1?pL2 L1d当接点C、D接入电路时,由电阻定律知R1?p2

2

L1L2d

由此可知R1∶R2=L2∶L1 正确选项为 答案:

温馨提示:本题求解的是电阻的比值,在求解的过程中引入了未知量ρ、d,主要是帮助理顺思路,而最后的计算中再根据规律消除未知量,这是一种解决问题的有效方法

电阻率的理解

【例3】 下列说法中正确的是( A.电阻率越大的导体,电阻一定也越大

B.电阻率是材料的固有属性,任何情况下不可能为零

C.温度升高时,有些材料电阻率增大,有些材料电阻率不变,有些材料电阻率减小 D.以上说法均不对

解析:导体的电阻不同于电阻率,电阻率大电阻不一定大,故选项A错.导体在处于超导的状态时电阻率为零,故选项B错.温度升高时,金属材料的电阻率增大,半导体的电阻率减小,处于超导状态的物质,其电阻率不变,故选项C正确,从而确定D选项错

答案:

温馨提示:电阻反映的是导体阻碍电流的强弱,电阻率反映的是材料的导电性能,两者的物理意义不同,电阻率高并不说明电阻一定大,相反,电阻大也不说明电阻率大

拓展迁移

如图2-1-2所示,一块匀质半圆形的导体板按图甲的方式连接时电阻阻值为R,如果按图乙的方式连接,求此连接方式下的电阻阻值

图2-1-2

解析：此题中的导体板的形状是半圆形,不可能根据电阻定律直接求解导体的电阻,但可以将导体板分成对称的两部分(每部分为四分之一圆周),假设每部分的电阻为R1,由图可知,图甲应为两个R1的并联,图乙应为两个R1的串联,则

R甲?R?R1?R1?2R,R乙=2R12

答案:

启示:此题灵活运用了等效的方法,将不能由公式求解的物理量转化为可以求解的量,利用这种方法往往会收到事半功倍、柳暗花明的效果

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